Chúng tôi xin giới thiệu phương trình Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NH4NO3 + H2O gồm điều kiện phản ứng, cách thực hiện, hiện tượng phản ứng và một số bài tập liên quan giúp các em củng cố toàn bộ kiến thức và rèn luyện kĩ năng làm bài tập về phương trình phản ứng hóa học. Mời các bạn đón xem:
Phương trình Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NH4NO3 + H2O
1. Phương trình phản ứng hóa học:
8Al + 30HNO3 → 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O
2. Hiện tượng nhận biết phản ứng.
- Chất rắn màu trắng của nhôm (Al) tan dần trong dung dịch.
3. Điều kiện phản ứng
- Nhiệt độ phòng
4. Bản chất của các chất tham gia phản ứng
a. Bản chất của Al (Nhôm)
- Trong phản ứng trên Al là chất khử.
- Al tác dụng với các axit có tính oxi hoá mạnh như dung dịch HNO3 loãng, HNO3 đặc, nóng và H2SO4 đặc, nóng. (Chú ý: Al bị thụ động hoá trong dung dịch HNO3 đặc, nguội hoặc H2SO4 đặc nguội)
b. Bản chất của HNO3 (Axit nitric)
- Trong phản ứng trên HNO3 là chất oxi hoá.
- Đây là một monoaxit mạnh, có tính oxi hóa mạnh có thể nitrat hóa nhiều hợp chất vô cơ.
5. Tính chất hóa học
5.1. Tính chất hóa học của Nhôm (Al)
a. Tác dụng với oxi và một số phi kim.
4Al + 3O2→ 2Al2O3
ở điều kiện thường, nhôm phản ứng với oxi tạo thành lớp Al2O3 mỏng bền vững, lớp oxit này bảo vệ đồ vật bằng nhôm, không cho nhôm tác dụng oxi trong không khí, nước.
2Al + 3Cl2 → 2AlCl3
b. Nhôm tác dụng với axit (HCl, H2SO4 loãng,..)
- Tác dụng với axit (HCl, H2SO4 loãng,..)
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2
Chú ý: Nhôm không tác dụng với H2SO4, HNO3đặc, nguội
- Tác dụng với axit có tính oxi hóa mạnh như HNO3 hoặc H2SO4 đậm đặc
Al + 4HNO3→ Al(NO3)3 + NO + 2H2O
Al + 6HNO3 → Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
2Al + 6H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
c. Tác dụng với dung dịch muối của kim loại yếu hơn.
AI + 3AgNO3 → Al(NO3)3 + 3Ag
2Al + 3FeSO4 → Al2(SO4)3 + 3Fe
d. Tính chất hóa học riêng của nhôm.
Do lớp oxit nhôm bị hòa tan trong kiềm nên nhôm phản ứng với dung dịch kiềm.
2Al + 2H2O + 2NaOH → 2NaAlO2+ 3H2↑
e. Phản ứng nhiệt nhôm
Phản ứng nhiệt nhôm là phản ứng hóa học toả nhiệt trong đó nhôm là chất khử ở nhiệt độ cao.
Ví dụ nổi bật nhất là phản ứng nhiệt nhôm giữa oxit sắt III và nhôm:
Fe2O3+ 2Al → 2Fe + Al2O3
Một số phản ứng khác như:
3CuO+ 2Al → Al2O3 + 3Cu
8Al + 3Fe3O4 → 4Al2O3 + 9Fe
5.2. Tính chất hóa học của Axit nitric (HNO3)
a. Axit nitric là một trong những axit mạnh nhất:
Axit nitric được xếp hạng trong danh sách những axit mạnh nhất. Đây là một axit khan – một monoaxit mạnh có thể nitrat hóa nhiều hợp chất vô cơ với hằng số cân bằng axit (pKa) = -2.
Axit nitric phân li hoàn toàn thành các ion H+ và NO3- trong dung dịch loãng. Dung dịch HNO3 làm quỳ tím chuyển đỏ.
HNO3 có tác dụng với oxit bazơ, bazơ và muối của axit yếu hơn tạo ra muối nitrat.
Ví dụ:
CuO + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O
CaCO3 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + H2O + CO2
Ba(OH)2 + 2HNO3 → Ba(NO3)2 + 2H2O
Axit nitric tác dụng với oxit bazơ, bazo, muối mà kim loại trong hợp chất này chưa lên hóa trị cao nhất:
Ví dụ:
FeO + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O
FeCO3 + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O + CO2
b. Axit nitric có tính oxi hóa:
Axit nitric cũng là 1 trong những axit có tính oxi hóa mạnh. Nó có thể bị khử đến các sản phẩm khác nhau của nitơ, phụ thuộc vào nồng độ axit mạnh hay yếu của chất khử. Cùng tìm hiểu tính oxi hóa của axit nitric thông qua 3 phản ứng:
Một là,Tác dụng với kim loại
Hai là, Tác dụng với phi kim
Ba là, Tác dụng với hợp chất
Tác dụng với kim loại
Axit nitric có khả năng oxi hóa hầu hết các kim loại tạo ra muối nitrat, ngay cả kim loại có tính khử yếu (Cu, Ag)…, ngoại trừ Pt và Au. Lúc này, kim loại bị oxi hóa đến mức cao nhất. Sản phẩm của phản ứng này sẽ là NO2(+4) đối với HNO3 đặc và NO(+2) đối với HNO3 loãng. Nhôm, sắt và crom thụ động với axit nitric đặc nguội vì lớp màng oxit bền được tạo ra bảo vệ chúng không bị oxy hóa tiếp. Đây cũng là lý do bình nhôm hoặc sắt được dùng để đựng HNO3 đặc.
Phương trình phản ứng:
Kim loại + HNO3 đặc → muối nitrat + NO + H2O (nhiệt độ)
Kim loại + HNO3 loãng → muối nitrat + NO + H2O
Kim loại + HNO3 loãng lạnh → muối nitrat + H2
Mg(rắn) + 2HNO3 loãng lạnh → Mg(NO3)2 + H2 (khí)
Ví dụ:
Cu + 4HNO3 đặc → Cu(NO3)2 + 2NO2(↑) + 2H2O
3Cu + 8HNO3 loãng → 3Cu(NO3)2 + 2NO (↑) + 4H2O
Tác dụng với phi kim
Khi được đun nóng, HNO3 đặc có khả năng oxi hóa được các phi kim như S, C, P… (các nguyên tố á kim, ngoại trừ halogen và silic). Sản phẩm tạo thành là nito dioxit (nếu là axit nitric đặc) và oxit nito (với axit loãng và nước).
Ví dụ:
S + 6HNO3 đặc → H2SO4 + 6NO2(↑) + 2H2O (nhiệt độ)
C + 4HNO3 đặc → 4NO2 + 2H2O + CO2
P + 5HNO3 đặc → 5NO2 + H2O + H3PO4
3C + 4HNO3 loãng → 3CO2 + 4NO + 2H2O
Tác dụng với hợp chất
Là một trong những axit cực mạnh, axit nitric (HNO3) đặc có khả năng oxi hóa – phá hủy nhiều hợp chất vô cơ, hữu cơ khác nhau.. Vải, giấy, mùn cưa,… đều bị phá hủy hoặc bốc cháy khi tiếp xúc với HNO3 đặc. Vì vậy, sẽ vô cùng nguy hiểm nếu để axit nitric (HNO3) tiếp xúc với cơ thể người.
Ví dụ:
3H2S + 2HNO3 (>5%) → 3S (↓) + 2NO + 4H2O
PbS + 8HNO3 đặc → PbSO4(↓) + 8NO2 + 4H2O
HNO3 hòa tan Ag3PO4, không tác dụng với HgS.
6. Cách thực hiện phản ứng
- Cho Al tác dụng với dung dịch axit HNO3
7. Bạn có biết
- Hiện tại chúng tôi không có thêm bất kỳ thông tin nào thêm về phương trình này.
8. Bài tập liên quan
Câu 1. Cho phản ứng hoá học sau:
Al + HNO3→ Al(NO3)3+ NH4NO3+ H2O
Tổng hệ số cân bằng (là số nguyên, tối giản) của phản ứng trên là:
A. 58
B. 60
C. 48
D. 62
Lời giải:
Câu 2. Thuốc thử dùng để nhận biết ba axit đặc nguội HNO3, H2SO4, HCl đựng trong ba lọ mất nhãn:
A. Cu
B. Al
C. Cr
D. CuO
Lời giải:
B, C sai vì Fe và Al bị thụ động hóa trong H2SO4 đặc nguội và HNO3 đặc nguội.
D sai vì CuO tác dụng với 3 axit đều tạo dung dịch màu xanh và không có khí thoát ra
A đúng vì
Cu + HCl → không phản ứng
Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
Khí mùi hắc
Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
Khí màu nâu
Câu 3. Hòa tan hoàn toàn 6,5 gam Zn trong dung dịch HNO3 loãng, dư thu được dung dịch A và 0,224 lít khí N2 (đktc). Khối lượng muối trong dung dịch A là
A. 18,90 gam
B. 19,9 gam
C. 39,80 gam
D. 28,35 gam
Lời giải:
nZn= = 0,1 (mol);
nN2 = = 0,01 (mol)
Ta thấy:
necho= 2nZn= 0,2 (mol) > nenhan= 10nN2= 0,1 (mol)
→ Sản phẩm khử có chứa NH4NO3
Quá trình cho - nhận e:
0Zn → +2Zn + 2e 2N+5 + 10e → 2N0 (N2)
2N+5 + 8e→ N-3 (NH4NO3)
Áp dụng bảo toàn e:
2nZn= 10nN2 + 8nNH4NO3
⇔2.0,1 =10.0,01 + 8nNH4NO3
⇔nNH4NO3 = 0,0125 (mol)
Muối trong dung dịch A gồm:
0,1 mol Zn(NO3)2 và 0,0125 mol NH4NO3
→ mmuối = 0,1.189 + 0,0125.80 = 19,9 gam
Câu 4. Trong phòng thí nghiệm, người ta thường điều chế HNO3 từ
A. NaNO2 và H2SO4 đặc.
B. NaNO3 và H2SO4 đặc.
C. NH3 và O2.
D. N2O5 và H2O.
Lời giải:
Để điều chế HNO3 trong phòng thí nghiệm người ta dùng NaNO3 và
H2SO4 đặc
H2SO4 + NaNO3 → NaHSO4+ HNO3
Câu 5. Khẳng định nào sau đây đúng khi nói về tính chất của nhôm?
A. Nhôm là kim loại nặng
B. Nhôm là kim loại tác dụng mạnh với nước.
C. Vật dụng bằng nhôm để lâu ngày cũng không tác dụng với nước do có màng oxit bao bọc
D. Nhôm là kim loại kiềm thổ
Lời giải:
A sai nhôm là kim loại nhẹ
B sai nhôm tác dụng yếu với nước do tạo màng oxit
C đúng những vật bằng nhôm hàng ngày tiếp xúc với nước dù ở nhiệt độ nào cũng không xảy ra phản ứng vì trên bề mặt vật được phủ một lớp nhôm oxit mỏng, bền, ngăn cách vật với nước.
D sai vì nhôm là kim loại nhóm IIIA.
Câu 6. Cho các thí nghiệm sau:
(a) Sục khí CO2 đến dư vào dung dịch natri aluminat.
(b) Nhúng thanh sắt vào dung dịch H2SO4 loãng, nguội.
(c) Sục khí SO2 đến dư vào nước brom.
(d) Cho một mẩu Li vào bình kín chứa khí N2 ở nhiệt độ thường.
(e) Dẫn khí H2S đến dư qua dung dịch CuSO4.
(g) Rắc bột lưu huỳnh lên thuỷ ngân bị rơi vãi.
Số thí nghiệm có xảy ra phản ứng oxi hoá – khử là
A. 3.
B. 5.
C. 4.
D. 6.
Lời giải:
Phương trình hóa học minh họa liên quan
NaAlO2+ CO2 + 2H2O → Al(OH)3↓ + NaHCO3
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
SO2 + Br2 + 2H2O → 2HBr + H2SO4
6Li + N2 → 2Li3N
H2S + CuSO4 → CuS↓ + H2SO4
S + Hg → HgS
Câu 7. Có các thí nghiệm sau:
(I) Nhúng thanh sắt vào dung dịch H2SO4 loãng, nguội.
(II) Sục khí SO2 vào nước brom.
(III) Sục khí CO2 vào nước Gia-ven.
(IV) Nhúng lá nhôm vào dung dịch H2SO4 đặc, nguội.
Số thí nghiệm xảy ra phản ứng hóa học là:
A. 4
B. 3
C. 1
D. 2
Lời giải:
Thí nghiệm xảy ra phản ứng hóa học là (I); (II); (III)
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
SO2 + Br2 + 2H2O → 2HBr + H2SO4
CO2 + H2O + NaClO → NaHCO3 + HClO
Câu 8. Cho khí H2S lội qua dung dịch CuSO4 thấy có kết tủa màu xám đen xuất hiện, chứng tỏ:
A. Có phản ứng oxi hoá - khử xảy ra.
B. Có kết tủa CuS tạo thành, không tan trong axit mạnh.
C. Axit sunfuhiđric mạnh hơn axit sunfuric.
D. Axit sunfuric mạnh hơn axit sunfuhiđric.
Lời giải:
Phương trình hóa học minh họa
H2S + CuSO4 → CuS↓ (kết tủa đen) + H2SO4
=> Có kết tủa CuS tạo thành, không tan trong axit mạnh.
Câu 9. Cho sơ đồ sau: muối X + HCl → muối Y + H2S. Dãy các chất nào sau đây có thể là X?
A. BaS, FeS, PbS, K2S.
B. KHS, Ag2S, FeS, Na2S.
C. Na2S, CuS, FeS, MgS.
D. NaHS, ZnS, FeS, MgS.
Lời giải:
Loại 1: Tan trong nước và tan trong axit mạnh sinh ra khí H2S gồm Na2S, K2S, CaS và BaS, (NH4)2S.
Na2S + 2HCl → 2NaCl + H2S↑
+ Loại 2: Không tan trong nước nhưng tan trong axit mạnh gồm FeS, ZnS...
ZnS + 2H2SO4 → ZnSO4 + H2S↑
+ Loại 3: Không tan trong nước và không tan trong axit gồm CuS, PbS, HgS, Ag2S...
Câu 10. Cho các dung dịch loãng : (1) FeCl3, (2) FeCl2, (3) H2SO4, (4) HNO3, (5) hỗn hợp gồm HCl và NaNO3. Những dung dịch phản ứng được với Cu là
A. (1), (3), (5).
B. (1), (2), (3).
C. (1), (3), (4).
D. (1), (4), (5).
Lời giải:
Những dung dịch phản ứng được với Cu là (1) FeCl3; (4) HNO3; (5) hỗn hợp HCl và NaNO3
Cu + FeCl3 → CuCl2 + FeCl2
3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2+ 2NO↑ + 4H2O
3Cu + 2NaNO3+ 8HCl → 3CuCl2+ 2NO + 2NaCl + 4H2O
9. Một số phương trình phản ứng hoá học khác của Nhôm (Al) và hợp chất:
